-
Uhr mit elektromagnetischem Aufzug Die Erfindung" bezieht sich auf
eine Uhr mit elektromagnetischem Aufzug, die in Allstromausführung für Starkstrom-
und Schwachstrombetrieb verwendbar ist. Es sind bereits Uhren dieser Art bekannt,
bei welchen zwischen dem Magnetanker und, dem Aufzugsorgan ein Hebelzwischengetriebe
angeordnet ist, dessen Übersetzungsverhältnis während der Kraftübertragung durch
Veränderung der Hebelarmlänge infolge der Wanderung dies Angriffspunktes selbsttätig
in Anpassung an die Anzugscharaktenistik des Magneten zunimmt. Es ist auch bekannt,
hierbei Magnet und Anker so aufeinander abzustimmen, daB am SchluB des Aufzugsvorgangs
eine ausreichende Restenergie zum vollen Aufzug und zur sicheren Kontaktbetätigung
zur Verfügung steht. Die Erfindung geht zwar auch von einer Uhr dieser Art aus,
unterscheidet sich jedoch von den bekannten Ausführungsformen vor allem dadurch,
daß erfindungsgemäß, bei Verwendung eines Klappankermagneten, zwischen den Magnetanker
und das Aufzugsorgan ein unabhängig vom Ankermagneten gelagerter Zwischenhebel eingeschaltet
ist, der sich mit einem Kurvenstück auf einem gleichartigen Kurvenstück eines als
Aufzugsorgan dienenden Schwinghebels abwälzt, wobei die Kurvenstücke so gestaltet
sind und die Zugfeder - mit erheblicher Gangreserve - so bemessen und so im Kraftübertragungsweg
zum Schwinghebel angeordnet ist, daB sie einerseits während des ganzen Spannvorgangs
auf den Schwinghebel eine praktisch gleichbleibende Kraft, zu Beginn des Spannvorganges
dagegen
auf den Ankermagneten eine erheblich verringerte und während
des Spannvorganges stetig zunehmende Gegenkraft ausübt. Dabei erfolgt die Abwälzung
also auf gesetzmäßig gestalteten Kurvenstücken, wodurch eine stetige und nicht nur
allmähliche Zunahme der Gegenkraft am Magnetanker gesichert ist. Die .Zugfeder .ist
hierbei im Verhältnis zum Schwinghebel so angeordnet, daß sie eine genügende Gangreserve
aufweist, so daß die Änderung der Federkraft beim Spannvorgang im Verhältnis zur
Gesamtkraft nur gering ist; andererseits kann hierbei z. B. durch Schrägstellung
der Feder zum Schwinghebel oder auch durch eine andere Änderung der Kraftübertragung
erreicht werden, daß die Feder praktisch während des Spannvorganges auf den Schwinghebel
eine gleichbleibende Kraft erzielt.
-
Bai gleicher Anfangsgegenkraft der Zugfeder und gleicher Auslegung
dar Magnetspule in bezug auf Amperewindungszahl und Stromaufnahme wird durch das
Magnetsystem gemäß der Erfindung mehr Energie in der Zugfeder aufgespeichert als
bei den bekannten Systemen, bei welchen entweder eine entsprechende Einrichtung
überhuupt fehlt oder die Übersetzung nach anderen Gesichtspunkten geändert wird.
-
Als Kurvenstücke dienen zweckmäßig Teile von Ellipsen gleicher Größe,
deren einer Brennpunkt in die Dreihadise des zugehörigen Übertragungsgliedes fällt.
Durch diese Anordnung wird ein reines Abwälzen der beiden Teile längs der Kurven
erreicht, also ein Gleiten vollständig vermieden, was zur Folge haat, daß die Reibungsverluste
bei der Übertragung der Antriebsenergie vom Magneten auf dien Schwinghebel nur sehr
bering sind. Zugleich werden dadurch der Verschleiß und die Verformung der elliptischen
Kurvenstücke auf ein Mindestmaß herabgesetzt.
-
Da die Kraft, welche der Magnet auf den Anker .ausübt, sich im umgekehrten
Verhältnis zum Ouadrat der Entfernung des Ankers vom Magneten ändert, steigt die
Kraft beim Einschalten des Stromes und Anziehen des Ankers sehr stark an. Durch
entsprechende Gestaltung der Kurvenstücke und geeignete Wahl ihres Arbeitsbereiches
wird das Übdrsetzungsverhältn.is während dies "#,bwälzvorganges derart geändert,
daß die Zugkraft des Magneten trotz ihrer starken Zunahme stets praktisch konstant
auf dien Schwinghebel übertragen wird.
-
Durch verschiedene Wahl der geometrischen Abmessungen der beiden Ellipsen
und des Arbeitsbereiches der Kurvenstücke können auch die Be--#vegungs-#vinke-l
der zusammenwirkenden Hebel beliebig geändert werden. Der elektromagnetische Aufzug
nach .der Erfindung kann daher den je-
weiligen besonderen Verhältnissen und
Abmessungen im Uhrwerk nach Bedarf angepaßt werden.
-
Ein Ausfü'hrungsbeispiK#l eines elektromagnetischen Aufzuges nach
der Erfindung isst in der Zeichnung in rein schematischer Form dargestellt.
-
Der Aufzug besteht aus folgenden Hauptbestandteilen: einem als Topfmagnet
ausgebildeten Magneten i mit Spule 2, dem -Magnetanker 5 mit Kontakt 8, einem Zwischenhebel
io mit Kontakt 25, einem Sehwinghebel z2 mit Schaltklinke 21, einem Schaltrad 18
und einem Schalttrieb i9, welches in das Minutenrad 15 des Uhrwerks eingreift.
-
Der Topfmagnet i vereinigt den Vorteil kleiner räumlicher Abmessungen
mit dem eines hohen magn,et'ischen Wirkungsgrades; durch seine geschlossen,-, Bauart
schützt er außerdem die Spulenwicklung gegen mechanische und Witterungseinflüsse
(z. B. Luftfeuchtigkeit). Sein magnetisches Streufeld ist infolge der geschlossenen
Bauart und damit auch sein Einfluß auf die Gangteile der Uhr im Gegensatz zu anderen
Systemen sehr gering. Der Anker 5 .ist auf dem Topfmagneten i mittels einer Blattfeder
3 befestigt, die sowohl als Ankerdrehpunkt als auch als Rückführfeder für den Anker
und schließlich als Stromzuführung zu dem Kontakt 8 dient.
-
Die Hebel 5 und io sind so zueinander angeordnet, d:aß sich beim Schalten
die Kontakte 8 und 25 leicht gegeneinander verschieben, wodurch. eine wirksame Selbstrainmgung
der Kontakte erreicht wird. Da die Übertragung der Antriebskraft vom Magneten i
zum Schwinghebel 12 über die Kontakte 8 und 25 erfolgt, wird zwangläufig ein hoher
Kontaktdruck erreicht, der in Verbindung mit der Abwälzung der Kontakte während
des Schalbeis selbst nach langjährigem Betrieb das Ansetzen einer Staub- oder Oxydschioht
verhindert.
-
Das Nachlassen der Spannung der Zugfeder 23 beim Ablauf des Uhrwerks
wird da-durclh ausgeglichen, daß sie unter einem entsprechenden Winkel am Schwinghebel
12 angreift. Beim Ablauf dreht sich der Hebel 12- in Richtung des Pfeiles A; der
wirksame Hebelarm, den die Zugfeder 23 mit der Drehachse 14 bildet, wird dadurch
größer und gleicht damit das Nachlassen der Federspannung annähernd aus. Die Unruh
erhält somit in Verbindung mit der an sich bekannten Gangreserve nahezu konstanten
Antrieb.
-
Die Hebel io und i2 liegen in gleicher Ebene und sind so ausgebildet,
daß sie sich mit den Kurvenstücken i i" und 11b aufeinander abwälzen. Die Kurvenstücke
i i" und 11b sind Teile zweier gleich großer Ellipsen; ein Brennpunkt der Ellipse
zu i i" liegt im Drehpunkt 9, ein Brennpunkt zu i 1b im Drehpunkt 14. Dadurch werden,
wie bereits erwähnt, ein reines Abwälzen der Hebel und: eine entsprechende Änderung
dies Übersetzungsverhältnisses. der Kraftübertragung auf das Aufzugsorgan erreicht.
-
DieArbeitsweise dieser Vorrichtung ist folgende: Im Ruhezustand:,
d. h. wenn die Spulenwicklung 2 stromlos ist, legt sich Magnetanker 5 durch die
Vorspannung der Blattfeder 3 gegen Anschlag 7. Das Uhrwerk wird durch die kräftige
Zugfeder 23 über Schwinghebel 12, Schaltklinke :2i, Schaltrad 18, Schalttrieb ig
und Minutenrad 15 angetrieben. Der Zwisolienhebel io liegt durch den Zug der Feder
24 mit seinem Kurvenstück i i d an der Gegenkurve iib des Schwinghebels 12 an. Beim
Ablaufen dies Uhrwerks direht `such der Schwinghebel i2 langsam
in
Richtung des Pfeiles A; dabei wälzen sich die Kurven i i" und 1 ib aufeinander ab.
Entsprechend der Übersetzungsänderung zwischen Hebel io und 12 wächst die Winkelgeschwindigkeit
des Zwischenhebels io im Sinne des Pfeiles B stetig an, so daß gegen Ende der Ablaufbewegung
ein verhältnismäßig rasches Schließen der Kontakte erfolgt und sichere Kontaktgabegewährleistet
ist. Unter dem Einfluß des Stromes, der jetzt durch die Spulenwicklung 2 fließen
kann, entsteht im Magneten i ein kräftiges magnetisches Feld. Der Anker 5 wird angezogen
und bewegt den Zwischenhebel io entgegengesetzt der Pfeilrichtung.
-
Zu Beginn der Antriebsbewegung arbeitet der Anfang des Kurvenstücks
ii" mit dem Ende des Kurvenstücks Ilb zusammen; dies ergibt bei io einen kleinen,
bei i2 einen großen Hebelarm. Der Antrieb des Schwinghebels 12 und damit das Spannen
der Zugfeder 23 erfolgen daher zu Beginn des Schaltvorgangs leicht, :entsprechend
der geringen Zugkraft des Magneten bei großem Luftspalt zwischen Eisenkern i und
Anker 5. Bei. zunehmender Annäherung zwischen Anker 5 und Eisenkern i verändert
sich das Übersetzungsverhältnis der beiden Hebel io und 12 im umgekehrten Sinn,
und gegen Ende des Antriebs stehen sich ein großer Hebelarm bei io und ein kleiner
Hebelarm bei 12 gegenüber. Die Beschleunigun.g, d'ie der Schwinghebel 12 dabei erfährt,
hat zur Folge, daß er sich infolge seines Beharrungsvermögens entgegen der Pfeilrichtung
weiterbewegt, selbst dann, wenn inzwischen der Anker 5 an dem Zwischenstück q. anliegt
und der Antrieb damit aufgehört hat. Durch den Zug der Feder 24. liegt Hebel io
an Hebel 12 an und folgt dessen Weiterbewegung. Der Kontakt 25 öffnet sich, und
die stromlos gewordene Spule 2 läßt den Anker 5 unter dem Einfluß der Blattfeder
3 abfallen. Die Isoliersdh.icht d. verhindert ein Klebenbleiben des Ankers am Eisenkern.
Die Masse und somit das Beharrungsvermögen des Schwinghebels 12 werden durch, zwei
Gewichte 13 und 22 vergrößert und damit ein sicheres Öffnen des Kontaktes 25 erreicht.
Beim Antrieb des Schwinghebels gleitet die Schaltklinke 21 über die Zähme des Schaltrades
18, während dieses durch Einrasten der Sperrfeder 16 gegen Zu,rü;ckdrohen gesichert
ist. Gleichzeitig übernimmt während des Schaltvorganges eine Gangreserve bekannter
Art zwischen Schaltrad; i8 und Schalttrieb i9 den Antrieb der Uhr.